CN105841795A - 一种基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏 - Google Patents

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吴东方
王希刚
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    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
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Abstract

本发明提供一种基于Sagnac干涉技术的光纤探测围栏，包括：光源，用于发射光束；光纤耦合器，用于将光束分路成第一光束和第二光束；第一光纤反射器，与光纤耦合器的输出端连接；第二光纤反射器，通过延迟光纤线圈与光纤耦合器的输出端连接；第一波分复用器，用于接收所述第一光束和第二光束；第三光纤反射器，与所述第一波分复用器的输出端连接，用于接收并反射第一光束；第四光纤反射器，与所述第一波分复用器的输出端连接，用于接收并反射第二光束；第二波分复用器，通过传输光纤与所述第一波分复用器连接，用于从所述传输光纤处接收所述第一光束和第二光束。本发明实用性强，结构简单，安全可靠。

Description

一种基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏
技术领域
本发明涉及安防监控技术领域，特别是涉及一种基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏。
背景技术
近年来，基于光纤传感技术的周界报警技术不断成熟，越来越广泛地应用在各个重要场所的周界安防，逐渐为人们所认识接受。
然而，基于传统的Sagnac(萨格纳克效应)干涉技术的光纤周界报警系统，如图1所示，它的特点是两条路经的光程相等，因此可用来实现对周界微振动的传感。但是，这种干涉仪为环状结构，因环形对称的缘故，传感系统会以对称形式感受到物理场，顺时针和逆时针的光受到相同的相位改变，造成传感信号抵消，发生互易效应，致使无传感信号的输出。
因此，对于设计为非传感光纤的部分，要做隔离或者要采用不对称的结构，不然无法传感微振动对光纤的影响。可见基于传统的Sagnac干涉技术的光纤周界报警系统不适合直线铺放，要求周界形状必须是圆形或闭合曲线型，这使得它在非闭合的周界安防应用上的实用性受到较大限制。
发明内容
本发明针对上述问题不足之处，提供一种基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏，结构新颖，安全可靠。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏，包括：光源，用于发射光束；光纤耦合器，与所述光源连接，用于将光束分路成第一光束和第二光束；第一光纤反射器，与所述光纤耦合器的输出端连接；第二光纤反射器，通过延迟光纤线圈与所述光纤耦合器的输出端连接；第一波分复用器，与所述光纤耦合器连接，用于接收所述第一光束和第二光束；第三光纤反射器，与所述第一波分复用器的输出端连接，用于接收并反射第一光束；第四光纤反射器，与所述第一波分复用器的输出端连接，用于接收并反射第二光束；第二波分复用器，通过传输光纤与所述第一波分复用器连接，用于从所述传输光纤处接收所述第一光束和第二光束。
优选的，还包括：与第二波分复用器连接的第一光电探测转化系统和第二光电探测转化系统。
优选的，所述光源为宽带SLED光源。
优选的，所述光纤耦合器为3*3型号的光纤耦合器。
优选的，所述第一光纤反射器、第二光纤反射器、第三光纤反射器和第四光纤反射器均采用法拉第旋转反射镜。
本发明利用光源宽谱特性，用波分复用器分出两路光，每一路可对应一个防区，安全可靠，此外，采用了少数的光纤无源器件，结构简单，光纤耦合器和波分复用器均属于常规器件，价格低廉，降低了成本。
附图说明
图1为现有技术中的传统Sagnac干涉技术的光纤周界报警系统的结构示意图；
图2为本发明中的一种基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏的结构示意图；
图中：
1、光源；2、光纤耦合器；3、延迟光纤线圈；4、第二光纤反射器；5、第一光纤反射器；6、第一波分复用器；7、第四光纤反射器；8、第三光纤反射器；9、第二波分复用器；10、第一光电探测转化系统；11、第二光电探测转化系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。“连接”不限于具体的连接形式，可以是直接连接，也可以是通过其他部件间接连接，可以是不可拆卸的连接，也可以是可拆卸的连接，可以是电气或信号连接，也可以是机械或物理连接。
如图2所示，本发明实施例中的一种基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏，包括：光源1，用于发射光信号，本实施例中的光源选用宽带SLED光源，SLED(超辐射发光二极管)光源是专为传感、光纤陀螺、实验室等特殊应用领域设计的超宽带光源，具有输出功率高、覆盖光谱范围宽等特点；光纤耦合器2，用于对光源1发出的信号进行分路，本实施例采用3*3型号的光纤耦合器；第一光纤反射器5用于反射光，设置于光纤耦合器2前端与其连接，在某些应用中，光纤反射器也具有检测光纤的作用。
进一步地，第一波分复用器6位于光纤耦合器2下方，与光纤耦合器2连接，用于将光纤耦合器2发送的混合光信号分解为不同波长的信号，即第一光束和第二光束，并连接到相应的接收设备；本实施例中的第一波分复用器6可以将光信号分解成第一光束即A波长的光信号和第二光束即B波长的光信号，波长具体数值由波分复用器参数决定，本实施例不对此进行限定，可根据生产需要自行设定。
延迟光纤线圈3，用于传输光信号；第二光纤反射器4，设置在延迟光纤线圈3下游，用于反射光；第三光纤反射器8和第四光纤反射器7，设置在第一波分复用器6下端，其中，第三光纤反射器8用于反射A波长的光信号，第四光纤反射器7用于反射B波长的光信号。还包括第二波分复用器9，用于将光纤耦合器2发送的混合光信号分解为A波长的光信号和B波长的光信号，对应地，第一光电探测转化系统10用于检测A波长的光信号，第二光电探测转化系统11用于检测B波长的光信号。
优选的，本实施例中第一光纤反射器5、第二光纤反射器4、第三光纤反射器8、第四光纤反射器7均采用法拉第旋转反射镜，故可有效避免因偏振态变化造成的干涉信号不稳定现象，同时使得感测部分无须形成闭环结构。
本发明采用等程相干原理，因此有效的干涉光路途径只有以下两对，第一对：
1：光源1-光纤耦合器2-第一光纤反射器5-光纤耦合器2-延迟光纤线圈3-第二光纤反射器4-延迟光纤线圈3-光纤耦合器2-第一波分复用器6(A波长光信号)-第三光纤反射器8-第一波分复用器6(A波长光信号)-光纤耦合器2-第二波分复用器9(A波长光信号)-第一光电探测转化系统10；
2：光源1-光纤耦合器2-第一波分复用器6(A波长光信号)-第三光纤反射器8-第一波分复用器6(A波长光信号)-光纤耦合器2-延迟光纤线圈3-第二光纤反射器4-延迟光纤线圈3-光纤耦合器2-第一光纤反射器5-光纤耦合器2-第二波分复用器9(A波长光信号)-第一光电探测转化系统10。
第二对：
1：光源1-光纤耦合器2-第一光纤反射器5-光纤耦合器2-延迟光纤线圈3-第二光纤反射器4-延迟光纤线圈3-光纤耦合器2-第一波分复用器6(B波长光信号)-第三光纤反射器8-第一波分复用器6(B波长光信号)-光纤耦合器2-第二波分复用器9(B波长光信号)-第二光电探测转化系统11；
2：光源1-光纤耦合器2-第一波分复用器6(B波长光信号)-第三光纤反射器8-第一波分复用器6(B波长光信号)-光纤耦合器2-延迟光纤线圈3-第二光纤反射器4-延迟光纤线圈3-光纤耦合器2-第一光纤反射器5-光纤耦合器2-第二波分复用器9(B波长光信号)-第二光电探测转化系统11。
本发明结构简单，整个光路系统只采用了少数的光纤无源器件，1个光纤耦合器、2个波分复用器均属于常规器件，价格低廉；利用了光源宽谱特性，用波分复用器分出两路光，每一路可对应一个防区，降低了成本。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏，其特征在于，包括：光源，用于发射光束；光纤耦合器，与所述光源连接，用于将光束分路成第一光束和第二光束；第一光纤反射器，与所述光纤耦合器的输出端连接；第二光纤反射器，通过延迟光纤线圈与所述光纤耦合器的输出端连接；第一波分复用器，与所述光纤耦合器连接，用于接收所述第一光束和第二光束；第三光纤反射器，与所述第一波分复用器的输出端连接，用于接收并反射第一光束；第四光纤反射器，与所述第一波分复用器的输出端连接，用于接收并反射第二光束；第二波分复用器，通过传输光纤与所述第一波分复用器连接，用于从所述传输光纤处接收所述第一光束和第二光束。
2.根据权利要求1所述的基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏，其特征在于，还包括：与第二波分复用器连接的第一光电探测转化系统和第二光电探测转化系统。
3.根据权利要求1所述的基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏，其特征在于，所述光源为宽带SLED光源。
4.根据权利要求1所述的基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏，其特征在于，所述光纤耦合器为3*3型号的光纤耦合器。
5.根据权利要求1所述的基于Sagnac干涉技术的新型光纤探测围栏，其特征在于，所述第一光纤反射器、第二光纤反射器、第三光纤反射器和第四光纤反射器均采用法拉第旋转反射镜。
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